Ćwiczenie - pomiar mocy

Nasza ocena:

3
Pobrań: 7
Wyświetleń: 1225
Komentarze: 0
Notatek.pl

Pobierz ten dokument za darmo

Podgląd dokumentu
Ćwiczenie - pomiar mocy  - strona 1 Ćwiczenie - pomiar mocy  - strona 2 Ćwiczenie - pomiar mocy  - strona 3

Fragment notatki:

Ćwiczenie 2
POMIARY MOCY
1. Wprowadzenie
Moc (praca w jednostce czasu) pobierana przez urządzenie elektryczne wynosi:
P =U ⋅I
(1.1)
Jest to po prostu (praca/ładunek)*(ładunek/czas). Dla napięcia mierzonego w woltach
[V], oraz prądu w amperach [A], jednostką mocy jest wat [W]. Waty są to d ule na sekundę
(1W=1J/s).
Energia (związana z mocą) zamienia się zazwyczaj w ciepło lub pracę mechaniczną
(silniki), energię promieniowania (lampy, nadajniki), lub w energię zmagazynowaną (baterie,
kondensatory).
1.1. Moc w obwodach prądu stałego
W układach prądu stałego mówi się jedynie o mocy czynnej. Z tego względu bilans
mocy jest tu stosunkowo prosty. Moc czynna w ogólnym przypadku jest iloczynem prądu,
napięcia i kosinusa kąta przesunięcia między nimi. Przy prądzie stałym trudno mówić o
przesunięciu w fazie między prądem i napięciem. Z tego względu mo na powiedzieć, e moc
czynna równa jest iloczynowi prądu i napięcia. W obwodach z prądem stałym praktyczne
znaczenie mają jedynie rezystory. Moc rozpraszana w rezystorze wyznaczona mo e być na
podstawie zale ności (1.1). Stosując prawo Ohma mo na otrzymać następujące zale ności:
P = I 2R i P =
U2
R
(1.2)
Moc prądu stałego mierzy się bezpośrednio watomierzem elektrodynamicznym, lub
pośrednio – metodą techniczną poprzez pomiar prądu i napięcia w obwodzie.
1.2. Moc prądu przemiennego
W obwodach prądu przemiennego pojęcie mocy u ywane jest w ró nych odmianach
definicyjnych. Chwilowa moc dostarczana do obwodu jednofazowego wyra ana jest na
podstawie chwilowych wartości napięcia i prądu:
p (t ) = u (t ) ⋅ i (t )
(1.3)
Przy prądzie sinusoidalnym przebiegi prądu i(t) i napięcia u(t) w ogólnym przypadku
nie są ze sobą w fazie, lecz są przesunięte. Prąd i napięcie określić mo na na podstawie
poni szych zale ności:
u (t ) = U 0 sin(ωt + ϕ u )
(1.4)
1
i (t ) = I 0 sin(ωt + ϕ i )
(1.5)
Gdzie ϕ u , ϕ i - fazy początkowe przesunięcia odpowiednio: napięcia i prądu.
Po uwzględnieniu zale ności (1.4) i (1.5) w równaniu (1.3), otrzymamy następującą
zale ność na moc chwilową:
1
p = U 0 sin(ωt + ϕ u ) I 0 sin(ωt + ϕ i ) = U 0 I 0 [cos(ϕ u − ϕ i ) − cos(2ωt + ϕ u + ϕ i )] (1.6)
2
Uwzględniając, e U 0 = U 2 , oraz I 0 = I 2 (co jest słuszne tylko dla przebiegów
sinusoidalnych)1, oraz wprowadzając pojęcie kąta przesunięcia fazowego (zwanego kątem
mocy) ϕ = ϕ u − ϕ i , wyra enie na moc chwilową przyjmie postać:
p = UI cos ϕ − UI cos(2ωt − ϕ )
(1.7)
Drugi składnik powy szego równania określa moc oscylującą z podwójną pulsacją
2ω wokół stałej wartości UI cos ϕ . Wartość ta równa jest co do wartości średniej mocy
chwilowej, wyznaczonej w okresie T:
T
P = ∫ pdt = UI cos ϕ
(1.8)
0
Wielkość określona wzorem (1.8) nosi nazwę mocy czynnej. Jednostką mocy czynnej
jest wat (1[W]). To właśnie energia elektryczna związana z mocą czynną (inaczej: „mocą
u yteczną”) zamieniana jest na inny rodzaj energii (np. energię cieplną, mechaniczną,
chemiczną, świetlną, itp.).
Moc w układach reaktancyjnych
Moc chwilowa (1.3) dostarczana ... zobacz całą notatkę

Komentarze użytkowników (0)

Zaloguj się, aby dodać komentarz